Litostratigrafia do neogénico terminal e plistocénico, na bacia centro-Algarve evolução paleoambiental

Tese de doutoramento, Estratigrafia, Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais, Universidade do Algarve, 1998

Reconstitution paléo-écologique et contexte magnéto-stratigraphique de la forêt fossile de l'île Bylot (Nunavut)

Ce projet porte sur la reconstitution paléo-écologique d'un environnement forestier fossile retrouvé sur un plateau au sud-ouest de l'île Bylot. Il a comme objectifs 1) de préciser la chrono-stratigraphie du site; 2) d’établir une liste et une succession des différents taxons polliniques retrouvés dans les différentes unités stratigraphiques du site; 3) d’estimer leur âge et 4) d’en inférer des conditions climatiques (température et précipitations). Plusieurs coupes stratigraphiques ont été excavées puis échantillonnées afin de réaliser des analyses stratigraphiques, paléomagnétiques et polliniques. Un GPS différentiel fut également utilisé afin de caractériser à petite et grande échelle les unités stratigraphiques associées aux unités organiques fossiles. Les résultats des analyses granulométriques indiquent la séquence de dépôt suivante au sein d’une dépression dans la roche en place (schiste tertiaire) : 1) un diamicton glaciaire local ; 2) un sédiment limoneux d’origine glacio-lacustre ; 3) une unité organique tourbeuse; 4) une unité de type alluvial ; 5) un sédiment fluvio-glaciaire et 6) un diamicton glaciaire d’origine allochtone. Les analyses polliniques suggèrent une végétation similaire à celle présente près de la limite des arbres actuelle, environ 2000 km plus au sud. Les conditions climatiques plus humides et plus chaudes permettaient notamment la croissance du pin (Pinus type strobus et banksiana), de l’épinette (Picea cf. mariana), de l’aulne (type crispa et incana) et du mélèze (Larix, indifférencié). Enfin, les études paléomagnétiques et la présence d’espèces éteintes suggèrent un âge pour les dépôts organiques fossiles situé entre 2,14 et 2,15 Ma ou entre 2,581 et 3,040 Ma.

Patterns of maximum body size evolution in Cenozoic land mammals: eco-evolutionary processes and abiotic forcing

There is accumulating evidence that macroevolutionary patterns of mammal evolution during the Cenozoic follow similar trajectories on different continents. This would suggest that such patterns are strongly determined by global abiotic factors, such as climate, or by basic eco-evolutionary processes such as filling of niches by specialization. The similarity of pattern would be expected to extend to the history of individual clades. Here, we investigate the temporal distribution of maximum size observed within individual orders globally and on separate continents. While the maximum size of individual orders of large land mammals show differences and comprise several families, the times at which orders reach their maximum size over time show strong congruence, peaking in the Middle Eocene, the Oligocene and the Plio-Pleistocene. The Eocene peak occurs when global temperature and land mammal diversity are high and is best explained as a result of niche expansion rather than abiotic forcing. Since the Eocene, there is a significant correlation between maximum size frequency and global temperature proxy. The Oligocene peak is not statistically significant and may in part be due to sampling issues. The peak in the Plio-Pleistocene occurs when global temperature and land mammal diversity are low, it is statistically the most robust one and it is best explained by global cooling. We conclude that the macroevolutionary patterns observed are a result of the interplay between eco-evolutionary processes and abiotic forcing

Phylogeography of endemic toads and post-Pliocene persistence of the Brazilian Atlantic Forest

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mapeamento do contorno estrutural do embasamento da bacia sedimentar de Curitiba - PR

The sedimentary Curitiba basin is located in the Central-Southern part of the first Parananense plateau, and comprises Curitiba (PR), and part of the neighbour Municipalities (fig.1). It is supposed to be of Plio-Pleistocene age. It has a shallow sedimentary fulfillment, represented by the Guabirotuba formation (BIGARELLA and SALAMUNI, 1962) which is dristributed over a large area of about 3.000km2. The internal geometry, not entirely known yet, is actually object of detailed research, that shows its geological evolution to Cenozoic tectonic movements. For the purpose of this study the definition of the structural contour of the basement and their depo-centers is fundamental. This paper presents the results of the integration of surface and subsurface data, processed by statistical methods, which allowed a more precise definition of the morphostructural framework of the basement. For the analysis of the geological spacial data, specific softwares were used for statistical processing for trend surfaces analysis. The data used in this study are of following types: a) drilling logs for ground water; b) description of surface points of geological maps (CRPM, 1977); c) description of points of geotechnical drillings and down geological survey. The data of 223 drilling logs for ground water were selected out of 770 wells. The description files of 700 outcrops, as well as planialtimetric field data, were used for the localization of the basement outcrop. Thus, a matrix with five columns was set up: utm E-W (x) and utm N-S (y); surface altitude (z); altimetric cote of the contact between sedimentary rocks and the basement (k); isopachs (l). For the study of the basement limits, the analysis of surface trends of 2(nd) and 3(rd) degree polinomial for the altimetric data (figs. 2 and 3) were used. For the residuals the method of the inverse of the square of the distance (fig.4) was used. The adjustments and the explanations of the surfaces were made with the aid of multiple linear regressions. The analysis of 3rd degree polinomial trend surface (fig.3) confirmed that the basement tends to be more exposed towards NNW-SSE explaining better the data trend through an ellipse, which striking NE-SW and dipping SW axis coincides with the trough of the basin observed in the trending surface of the basement. The performed analysis and the respective images offer a good degree of certainty of the geometric model of the Curitiba Basin and of the morphostructure of its basement. The surface trend allows to sketch with a greater degree of confidence the structural contour of the topgraphic surface (figs. 5 and 6) and of the basement (figs. 7 and 8), as well as the delimitation of intermediate structural heights, which were responsible for isolated and assymmetric depocenters. These details are shown in the map of figures 9 and 10. Thus, the Curitiba Basin is made up by a structural trough stretching NE-SW, with maximum preserved depths of about 80m, which are separated by heights and depocenters striking NW-SE (fig. 11). These structural features seems to have been controlled by tectonic reactivation during the Tertiary (HASUI, 1990) and which younger dissection was conditioned by neotectonic processes (SALAMUNI and EBERT, 1994).

Análise filogenética de Brachyplatytoma platynemum (Siluriformes: Pimelodidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Compartimentação do meio físico, evolução morfológica e aspectos morfotectônicos em São Thomé das Letras (MG)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Environmental changes in the western Amazônia: morphological framewor, geochemistry, palynology and radiocarbon dating data

Os sedimentos do lago Coari, de ambiente de terra firme esculpido nos depósitos do Plio-Pleistocenos, e o Acará, típico lago de várzea e ambos formados nos sedimentos quaternários da planície de inundação do médio Solimões, no oeste da Amazônia, Brasil, foram estudados para investigar as condições ambientais durante sua formação. Este estudo inclui dados da composição mineralógica, química, isótopos de Pb, palinologia, datações de radiocarbono e a configuração morfológica dos lagos obtida por imagens SRTM. As condições geológica e ambiental dos lagos variam e sugerem que suas evoluções refletem processos autogenéticos em condições de floresta úmida e chuvosa. Embora caulinita, quartz, muscovita, illita e esmectita sejam os principais minerais em ambos os lagos, a geoquímica indica fonte distinta, os sedimentos do lago Acará têm maior concentração de Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, K2O, MgO, Na2O, P2O5, Ba, V, Cu, Ni, Zn, Pb, Sr, Li, Y e La e têm mais Pb radiogênico que os sedimentos do lago Coari. As idades de radiocarbono sugerem que há aproximadamente 10160 anos AP o lago Coari iniciou o desenvolvimento devido a avulsão do rio Solimões, enquanto o lago Acará foi formado devido ao abandono de meandro do rio Solimões e retendo o domínio das gramíneas nas suas praias há aproximadamente 3710 anos AP.

Filogeografia e limites inter-específicos em Dendrocolaptes certhia (Aves:Dendrocolaptidae)

A sistemática da espécie politípica Dendrocolaptes certhia (Aves: Dendrocolaptidae) foi estudada até hoje apenas com base em caracteres morfológicos e até então não se conseguiu delimitar as relações e propor diagnoses consistentes para todos os táxons / populações agrupados na espécie. Caracteres moleculares se tornam assim uma ferramenta potencial para fornecer um grau maior de resolução acerca da história evolutiva desta espécie politípica. Para tal, foi utilizado um banco de dados multilocus composto de dois genes mitocondriais e três loci diferentes de genes nucleares, e a partir de análises com diferentes abordagens (bayesianas, coalescentes e genético populacionais) foi então proposta a primeira filogeografia para esta espécie. Os dados moleculares sugerem alterações na taxonomia de Dendrocolaptes certhia em relação a arranjos propostos onde propomos um novo tratamento taxonômico que reconhece sete espécies diagnosticáveis ao invés de uma única espécie politípica reunindo todos os táxons de D. certhia. Estas sete espécies estão distribuídas de maneira a corroborar com as principais áreas de endemismo na Amazônia, e sua diversificação parece estar fortemente correlacionada com a formação da drenagem moderna da Amazônia durante os períodos do Plio-Pleistoceno.

Sistemática molecular e filogeografia do gênero Phoenicircus Swainson, 1832 (Aves: Cotingidae)

Muitas hipóteses já foram propostas na tentativa de explicar a origem e manutenção da grande biodiversidade encontrada na Amazônia, entretanto poucas são passíveis de serem testadas sob um ponto de vista filogeográfico. Nós avaliamos padrões de diversificação temporal e espacial de duas espécies de aves endêmicas da região amazônica, as quais apresentam populações alopátricas restritas a diferentes áreas de endemismo e limitadas pelos principais rios da bacia Amazônica. Sequências de dois genes mitocondriais (ND2 e Cytb) e dois nucleares (βf7 e G3PDH intron 11) foram obtidas a partir de 30 indivíduos, abrangendo a área de distribuição total do gênero Phoenicircus e incluindo as duas espécies atualmente válidas P. carnifex e P. nigricollis. A utilização de ferramentas da filogeografia, aliadas a métodos de genética populacional e de datação molecular, nos permitiu reconstruir os contextos espacial e temporal do processo de diversificação destes táxons na região Amazônica, bem como fazer predições sobre sua história geográfica e ambiental. Nossos dados revelaram a existência de quatro grupos geneticamente distintos, evidenciando o status parafilético de P. carnifex e a monofilia recíproca entre as duas populações alopátricas de P. nigricollis, e sugeriram, portanto, alterações na taxonomia atualmente aplicada ao gênero Phoenicircus. A história de evolução de Phoenicircus parece ter sido delineada por dois tipos de eventos vicariantes, inicialmente pela formação dos principais rios da Amazônia, durante os períodos Plio-Pleistoceno, e mais recentemente por eventos de captura de drenagem resultantes da atividade de placas neotectônicas localizadas na região central amazônica, destacando a importância de processos históricos como estes na modelagem da biota Amazônica atual.

Filogeografia de Phaethornis bourcieri (Aves:Trochilidae): implicações taxonômicas e biogeográficas

Phaethornis bourcieri é uma espécie de beija-flor que habita o sub-bosque de florestas de terra-firme, distribuindo-se por quase toda Amazônia. Atualmente, duas subespécies alopátricas entre si são consideradas válidas, em P. bourcieri: P. b. bourcieri, P. b. major. Apesar de serem aceitos hoje, os táxons têm sua validade, limites interespecíficos e história evolutiva ainda não completamente elucidados. Com isso, foram utilizados caracteres morfológicos e moleculares para rever a taxonomia e propor uma hipótese filogenética para as populações e táxons agrupados em Phaethornis bourcieri. Nossos resultados mostraram que P. bourcieri faz parte do clado de Phaethornis de bico reto juntamente com P. philippii e P. koepckeae e que a subespécie major é mais próxima das últimas espécies em vez de populações agrupadas como bourcieri. Nossas hipóteses filogenéticas recuperaram três principais clados reciprocamente monofiléticos de P. bourcieri da margem norte do rio Amazonas separados pelos rios Negro e Solimões. Estes clados (juntamente com major) são melhor tratados como espécies biológicas e filogenéticas, para as quais apenas três nomes válidos são aplicáveis. A diversificação do clado de Phaethornis de bico reto (P. bourcieri, P. philippii, e P. koepckeae) está centrado na Amazônia e parece estar intimamente ligado com a formação da drenagem amazônica moderna durante o Plio-Pleistoceno.

Barriers, rather than refugia, underlie the origin of diversity in toads endemic to the Brazilian Atlantic Forest

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A palaeobiogeographic model for biotic diversification within Amazonia over the past three million years

Many hypotheses have been proposed to explain high species diversity in Amazonia, but few generalizations have emerged. In part, this has arisen from the scarcity of rigorous tests for mechanisms promoting speciation, and from major uncertainties about palaeogeographic events and their spatial and temporal associations with diversification. Here, we investigate the environmental history of Amazonia using a phylogenetic and biogeographic analysis of trumpeters (Aves: Psophia), which are represented by species in each of the vertebrate areas of endemism. Their relationships reveal an unforeseen 'complete' time-slice of Amazonian diversification over the past 3.0 Myr. We employ this temporally calibrated phylogeny to test competing palaeogeographic hypotheses. Our results are consistent with the establishment of the current Amazonian drainage system at approximately 3.0-2.0 Ma and predict the temporal pattern of major river formation over Plio-Pleistocene times. We propose a palaeobiogeographic model for the last 3.0 Myr of Amazonian history that has implications for understanding patterns of endemism, the temporal history of Amazonian diversification and mechanisms promoting speciation. The history of Psophia, in combination with new geological evidence, provides the strongest direct evidence supporting a role for river dynamics in Amazonian diversification, and the absence of such a role for glacial climate cycles and refugia.

Organic geochemistry of sediments from North Alex Mud Vulcano

Hydrocarbon seeps are ubiquitous at gas-prone Cenozoic deltas such as the Nile Deep Sea Fan (NDSF) where seepage into the bottom water has been observed at several mud volcanoes (MVs) including North Alex MV (NAMV). Here we investigated the sources of hydrocarbon gases and sedimentary organic matter together with biomarkers of microbial activity at four locations of NAMV to constrain how venting at the seafloor relates to the generation of hydrocarbon gases in deeper sediments. At the centre, high upward flux of hot (70 °C) hydrocarbon-rich fluids is indicated by an absence of biomarkers of Anaerobic Oxidation of Methane (AOM) and nearly constant methane (CH4) concentration depth-profile. The presence of lipids of incompatible thermal maturities points to mixing between early-mature petroleum and immature organic matter, indicating that shallow mud has been mobilized by the influx of deep-sourced hydrocarbon-rich fluids. Methane is enriched in the heavier isotopes, with values of d13C ~-46.6 per mil VPDB and dD ~-228 per mil VSMOW, and is associated with high amounts of heavier homologues (C2+) suggesting a co-genetic origin with the petroleum. On the contrary at the periphery, a lower but sustained CH4 flux is indicated by deeper sulphate-methane transition zones and the presence of 13C-depleted biomarkers of AOM, consistent with predominantly immature organic matter. Values of d13C-CH4 ~-60 per mil VPDB and decreased concentrations of 13C-enriched C2+ are typical of mixed microbial CH4 and biodegraded thermogenic gas from Plio-Pleistocene reservoirs of the region. The maturity of gas condensate migrated from pre-Miocene sources into Miocene reservoirs of the Western NDSF is higher than that of the gas vented at the centre of NAMV, supporting the hypothesis that it is rather released from the degradation of oil in Neogene reservoirs. Combined with the finding of hot pore water and petroleum at the centre, our results suggest that clay mineral dehydration of Neogene sediments, which takes place posterior to reservoir filling, may contribute to intense gas generation at high sedimentation rate deltas.